本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
我們都聽說過傳奇的單配製草原田鼠,不是嗎?我們可愛的齧齒動物朋友形成了某種依戀關係,這讓我們人類為自己更濫交的習性感到有點羞愧。當然,如果我們瞭解草原田鼠,我們就瞭解催產素(我在 '科學!101' 頁面 的另一個網站上有一個關於它的系列文章)。草原田鼠的單配製主要是由於催產素在雌性中的作用,以及血管加壓素在雄性中的作用。如果沒有這兩種激素,草原田鼠就會像它們的近親草原田鼠一樣,愛過就拋棄。
但這就是配對結合的全部真相嗎?僅僅是一種激素,一種想永遠和你的毛茸茸的伴侶在一起的願望……僅此而已?
不,事情比這更復雜。
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Resendez 等人。“伏隔核殼內的 K-阿片受體介導配對結合的維持”《神經科學雜誌》,2012 年。
(來源)
配對結合實際上有兩個方面。第一個是親社會的部分,動物更喜歡與特定的另一隻動物交往。在田鼠中,這需要激素催產素和血管加壓素,以及神經遞質多巴胺。但配對結合還有另一個方面:維持。這需要的不僅僅是模糊的感覺,還需要拒絕其他潛在的伴侶,並保護你的伴侶免受所有來者的侵害。這種攻擊性行為也涉及多巴胺,但在這種情況下,是不同型別的受體。
多巴胺是一種神經遞質,我們通常將其與事物的“獎勵”特性聯絡起來。更準確地說,多巴胺在伏隔核等大腦區域的訊號傳導與我們科學家稱之為“顯著性”或我們需要對某事物的關注程度有關。通常這與獎勵有關,如果你想贏,你需要注意!但它也與其他行為有關,例如配對結合的形成和維持。
而多巴胺的好壞取決於與之相關的受體。就多巴胺而言,受體非常簡單,有 D1 樣受體和 D2 樣受體(與血清素相反,血清素有大約 17 種不同型別的受體,所有這些受體都做不同的事情)。D1 樣和 D2 樣受體出現在伏隔核中不同的神經元集合上。這意味著配對結合的形成主要依賴於含有 D1 樣受體的神經元,而配對結合維持的攻擊性行為可以依賴於含有 D2 樣受體的神經元。
而含有 D2 樣受體的神經元本身也是網路的一部分。在這種情況下,它們是涉及 kappa 阿片受體的網路的一部分。阿片受體因其結合阿片類藥物(嗎啡、海洛因等)的能力而得名。但這些受體也結合內源性配體(它們由身體制造並且通常存在)。當然,阿片受體也有不同的型別,包括 mu(最著名的是止痛能力)和 kappa。
本研究的作者想研究 kappa 阿片受體對雄性草原田鼠在配對結合維持期間表現出的攻擊性行為的作用。為了研究這一點,他們給予了 kappa 阿片受體拮抗劑 (nor-BNI) 的劑量,然後將配對結合的田鼠暴露於它們籠子中的入侵者。
在上面的圖中,雄性在上方,雌性在下方。您可以看到,當雄性已經配對結合時,它們大約一半的時間會攻擊入侵者。但是,當您給它們高劑量的 kappa 受體拮抗劑時,它們的攻擊會減少。您還會注意到,這僅適用於雄性,對雌性沒有影響。相比之下,mu 受體拮抗劑的劑量沒有影響,表明這不是一般的阿片受體效應,而是 kappa 受體特有的。
但是這種相互作用發生在什麼地方呢?作者假設,在攻擊性行為中重要的 kappa 受體將是伏隔核中的那些受體,這些受體能夠影響也在攻擊性中起作用的多巴胺訊號傳導。為了研究這一點,他們將 kappa 拮抗劑微量注射到大腦的幾個區域。
在這裡,您可以看到微量注射對配對結合的田鼠的雄性和雌性攻擊性行為的結果。當他們微量注射人工腦脊液(對照)時,對攻擊性沒有影響,配對的雄性田鼠仍然會攻擊。伏隔核核或腹側蒼白球(右側的兩組柱狀圖)也沒有差異。但是,當他們將 kappa 拮抗劑微量注射到伏隔核殼區時,雄性和雌性都停止了對入侵者的攻擊,這表明伏隔核殼區(它們可以在那裡對含有多巴胺受體的神經元產生影響)中的 kappa 阿片受體特異性地介導了配對結合的田鼠的攻擊性傾向。Kappa 受體通常被認為介導諸如厭惡狀態(如抑鬱樣行為和焦慮)之類的事情,但看起來,在這種情況下,kappa 阿片受體部分負責誘導一系列攻擊性行為。
由於幾個原因,這非常有趣。首先,它讓我們知道(正如所有長期關係中的人都可以證明的那樣),配對結合不僅僅是形成,還有維持,這與最初溫暖而模糊的感覺是不同的行為。其次,這項研究讓我們深入瞭解配對結合維持背後大腦中不同的機制。這些機制在人類中可能不盡相同(畢竟,我們不會僅僅因為我們有伴侶就開始攻擊其他人),但這確實表明不同的機制如何相互作用(kappa 受體和多巴胺受體),為我們看似簡單的行為增加了另一個複雜性步驟。
Shanna L. Resendez、Morgan Kuhnmuench、Tarin Krzywosinski 和 Brandon J. Aragona (2012)。伏隔核殼內的 kappa-阿片受體介導配對結合的維持。《神經科學雜誌》,32 (20), 6771-6784 : 10.1523/JNEUROSCI.5779-11.2012